AT502199A4

AT502199A4 - Vorrichtung zum überwachen der wälzlager von elektromotoren einer produktionsanlage

Info

Publication number: AT502199A4
Application number: AT0030606A
Authority: AT
Original assignee: Chemserv Ind Service Gmbh
Priority date: 2006-02-24
Filing date: 2006-02-24
Publication date: 2007-02-15
Also published as: AT502199B1; EP1826735A3; EP1826735A2

Description


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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Überwachen der Wälzlager von rotierenden Maschinen einer Produktionsanlage mit den einzelnen Maschinen zugehörigen Überwachungseinrichtungen, die jeweils einen Schwingungsaufnehmer und eine Sendestufe für die durch den Schwingungsaufnehmer erfassten Mej[beta]daten aufweisen, und mit einer Auswerteschaltung, die an eine Empfangsstufe für die über eine drahtlose Ü bertrag ungsstrecke von den Überwachungseinrichtungen gesendeten Mejffdaten angeschlossen ist.
Da bei Elektromotoren im wesentlichen nur die für die Lagerung des Rotors eingesetzten Wälzlager einem Verschleiss unterworfen sind, wird die Standzeit von diesen ft Wälzlagern bestimmt,

   so da zur Beurteilung der Betriebssicherheit einer mit Elektromotoren ausgerüsteten Produktionsanlage der Abschätzung der verbleibenden Laufzeit der Wälzlager der Elektromotoren eine bedeutende Rolle zukommt. Bekannte Vorrichtungen zur Überwachung der Wälzlager von Elektromotoren oder anderer rotierender Maschinen nützen den Einfluss des sich mit zunehmendem Verschleiss der Wälzlager ändernden Schwingungsverhaltens auf die Schwingungsanregung des Maschinengehäuses aus, um über die Erfassung der Gehäuseschwingungen Rückschlüsse auf den Wälzlagerverschleiss und damit auf die verbleibende Standzeit der Wälzlager ziehen zu können.

   Zu diesem Zweck werden den einzelnen Maschinen Überwachungseinrichtungen mit einem Schwingungsaufnehmer zugeordnet, der an eine Auswerteschaltung angeschlossen wird, um anhand des jeweils st erfassten Schwingungsverhaltens einen allfälligen Lagerwechsel zeitgerecht vornehmen zu können. Zur Auswertung der von den Schwingungsaufnehmern der einzelnen Maschinen erfassten Schwingungen ist es bekannt (JP 2005 164315 A), eine allen Überwachungseinrichtungen gemeinsame Auswerteschaltung mit drahtlosen Übertragungsstrecken von den einzelnen Überwachungseinrichtungen zur zentralen Auswerteschaltung vorzusehen, so daJ[delta] die von den Schwingungsaufnehmern der Überwachungseinrichtungen erfassten Megdaten mit Hilfe von Sendestufen zyklisch an die mit einer entsprechenden Empfangsstufe ausgerüsteten Auswerteschaltung . . . . .   .
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übertragen werden können.

   Die durch geeignete Programme ausgewerteten Messdaten der Überwachungseinrichtungen erlauben eine laufende Überwachung der Wälzlager der einzelnen Maschinen, allerdings nur mit einem erheblichen Steuerungsaufwand, weil eine Vielzahl von Daten fortwährend verarbeitet und verwaltet werden muss was diese bekannte Vorrichtung für Produktionsanlagen mit einer Vielzahl von zu überwachenden Maschinen ungeeignet macht.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Überwachen der Wälzlager von rotierenden Maschinen einer Produktionsanlage der eingangs geschilderten Art so zu verbessern, da eine Beurteilung der Wälzlager der einzelnen Maschinen hinsichtlich ihrer verbleibenden Standzeit mit der notwendigen Sicherheit ermöglicht wird, und zwar mit einem vergleichsweise geringen Steuerungsaufwand.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch,

   daj die Überwachungseinrichtungen je mit einem Mej[beta]datenspeicher für die über einen Beobachtungszeitraum zeitts fs bezogen erfassten Me[beta]daten des Schwingungsaufnehmers sowie mit einer über eine Empfangsstufe ansteuerbaren Steuerschaltung zum Auslesen des Mejssdaten-
*s Speichers an die Sendestufe versehen sind und dass die als tragbares Auswertegerät ausgebildete Auswerteschaltung eine über eine Eingabeeinheit beaufschlagbare Sendestufe zur drahtlosen Übertragung von Steuersignalen an die angewählte Überwachungseinrichtung zum Auslesen des Me^sdatenspeichers an die Sendestufe umfass!
Da zufolge dieser Massnahmen jede den einzelnen Maschinen zugeordnete Überwachungseinrichtung einen Mej[beta]aatenspeicher aufweist,

   in dem zumindest die über tg sy einen unmittelbar vorangegangenen Beobachtungszeitraum erfassten Mo[beta]daten des Schwingungsaufnehmers abgespeichert werden, können anhand der aus dem Messdatenspeicher ausgelesenen, zeitbezogenen Me^raaten die für die Beurteilung der restlichen Standzeit der Wälzlager entscheidenden Veränderungen im Schwingungsverhalten des Maschinengehäuses herangezogen werden, was gegenüber sj einer blossen Auswertung der jeweils letzten Messdaten die Sicherheit der Vorhersa ..**.  "- _
ge der restlichen Standzeiten erheblich steigert.

   Trotzdem bleibt der Steuerungsaufwand gering, weil die Messbaten nicht zentral erfa t und ausgewertet werden müssen, sondern in ihrem zeitlichen Verlauf jeweils mit Hilfe eines tragbaren Auswertegerätes aus dem Mej[beta]datenspeicher der einzelnen Überwachungseinrichtungen ausgelesen werden, indem über die hiefür vorgesehene Eingabeeinheit der
Auswerteschaltung ein Auslesebefehl an die jeweilige Übertragungseinrichtung gey sendet wird, die aufgrund dieses Auslesebefehls die M [beta]daten aus dem MessÖatenspeicher an die Auswerteschaltung übermittelt, so daj[delta] die programmbedingte Auswertung der übermittelten M^daten hinsichtlich der zu erwartenden restlichen Standzeit der Wälzlager der zugehörigen Maschine in einer Ausgabe- und Anzeigestufe zur Verfügung gestellt werden können.

   Die den Steuerungsaufwand entscheidend herabsetzende Einzelabfrage der den zeitlichen Verlauf des Schwingungsverhaltens speichernden Überwachungseinrichtungen mit Hilfe eines tragbaren, die Auswerteschaltung enthaltenden Auswertegerätes ist aufgrund des Auslesens des abgespeicherten zeitlichen Verlaufs der Me_[beta]daten ohne Einbussen bezüglich der Sicherheit der Vorhersage der restlichen Laufzeit der Wälzlager möglich, wenn die Überwachungseinrichtungen regelmässig in vorgegebenen Zeitspannen abgefragt werden.
Die drahtlosen, bidirektionalen Übertragungsstrecken zwischen den einzelnen Überwachungseinrichtungen und der tragbaren Auswerteschaltung zur Übertragung einerseits der Steuersignale von der Auswerteschaltung an die Überwachungseinrichtungen und anderseits der an die Auswerteschaltung zu übertragenden Me Tdaten ergeben vorteilhafte Abfragebedingungen,

   weil die Überwachungseinrichtungen hiefür nicht zugänglich sein müssen. Dies gilt insbesondere für Funkverbindungen, für die nicht einmal ein Sichtkontakt erforderlich ist. Mit einer Beschränkung der Übertragungsleistung bzw. der Empfangsempfindlichkeit insbesondere für die Steuersignale zum Auslesen der Mej?datenspeicher können unter Umständen sonst erforderliche Massnahmen zur Adressierung der Überwachungseinrichtungen entfallen.

   Um eine eindeutige Zuordnung der Mej daten zu den Maschinen sicherzustellen, können die Überwachungseinrichtungen einen an die Sendestufe auslesbaren Speicher für Kenndaten der zu überwachenden Maschine aufweisen. ..<>.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt, und zwar wird eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum Überwachen der Wälzlager von Elektromotoren einer Produktionsanlage in einem schematischen Blockschaltbild gezeigt.
Eine Vorrichtung zum Überwachen der Wälzlager von Elektromotoren einer Produktionsanlage umfass EURft den einzelnen Elektromotoren zugeordnete Uberwachungseinrichtungen 1 sowie eine wahlweise mit einer dieser Überwachungseinrichtungen 1 verbindbare Auswerteschaltung 2, die Teil eines tragbaren Auswertegerätes 3 ist.

   Von den Überwachungseinrichtungen 1 , die übereinstimmend aufgebaut sind, ist allerdings nur eine dargestellt. Diese am Stator eines Elektromotors befestigte, in einem Gehäuse angeordnete Überwachungseinrichtung 1 weist einen Schwingungsaufnehmer 4 auf, mit dessen Hilfe die Statorschwingungen erfasst werden. Die sich auf die Kenngrössen der erfassten Schwingungen beziehenden Mess[alpha]aten des Schwingungsaufnehmers werden über eine Steuerschaltung 5 in einen Messdatenspeicher 6 eingelesen, und zwar mit einem Zeitbezug, so daf? der zeitliche Verlauf tj SS der erfassten Kenngrössen aus den abgespeicherten Messdaten ersichtlich wird.

   Zur drahtlosen Übermittlung der abgespeicherten Messdaten kann der Messtiatenspeieher 6 mittels der Steuerschaltung 5 an eine Sendestufe 7 einer Sende- und Empfangseinheit 8 einer Funkverbindung ausgelesen werden, die mit Hilfe einer entsprechenden Sende- und Empfangseinheit 9 des Auswertegerätes 3 zwischen diesem und der jeweiligen Überwachungseinrichtung 1 aufgebaut wird. Der Auslesebefehl wird durch das Betätigen einer Eingabeeinheit 10 des Auswertegerätes 3 ausgelöst.

   Mit einer Beaufschlagung der Eingabeeinheit 10 wird die Sendestufe 11 der Sende- und Empfangseinheit 9 über die Auswerteschaltung 2 im Sinne einer Steuersignalübertragung an die Überwachungseinrichtung 1 angesteuert, so dass die durch die Empfangsstufe 12 der Überwachungseinrichtung 1 empfangenen Steuersignale die Steuerschaltung 5 beaufschlagen und der Messdatenspeicher 6 an die Sendestufe 7 ausgelesen wird, um die ausgelesenen Mess[alpha]aten durch die Empfangsstufe 13 des Auswertegerätes 3 empfangen zu können.

   Die übertragenen Messtlaten werden auf der Grundlage vorgegebener Auswerteprogramme unter Berücksichtigung ihrer zeitlichen Änderungen in der Auswerteschaltung 2 hinsichtlich -
des Einflusses einer verschleissbedingten Vergrösserung der wälzlagertypischen Frequenzkomponenten auf die verbleibende Standzeit der Wälzlager des mit der Überwachungseinrichtung 1 verbundenen Elektromotors beurteilt, wobei das Ergebnis dieser programmbedingten Beurteilung an eine Ausgabe- und Anzeigeeinheit 14 weitergeleitet wird.
Die Anwahl einer bestimmten von mehreren Überwachungseinrichtungen 1 kann bei einem entsprechenden gegenseitigen Abstand der Überwachungseinrichtungen 1 über eine Beschränkung der Sendeleistung bzw. der Empfangsempfindlichkeit der Sende- und Empfangseinheiten 8, 9 sichergestellt werden.

   In diesem Fall ist es zur Identifizierung der jeweiligen Überwachungseinrichtungen 1 vorteilhaft, Kenndaten des zugehörigen Elektromotors an das Auswertegerät 3 zu übertragen. Zu diesem Zweck können die Überwachungseinrichtungen 1 mit einem zusätzlichen Speicher 15 für solche Kenndaten versehen werden, die beispielsweise über die Eingabeeinheit 10 des Auswertegerätes 3 eingegeben werden können. Das Auslesen der Kenndaten aus dem Speicher 15 kann bei einer Beaufschlagung der Steuerschaltung 5 mit den Steuersignalen zum Auslesen des MeQrdatenspeichers 6 automatisch erfolgen.

   Es ist aber selbstverständlich auch eine gesonderte Ansteuerung möglich.
Ist keine ausreichende gegenseitige Abschirmung der Überwachungseinrichtungen 1 beim Anwählen durch das Auswertegerät 3 möglich, so sind die Überwachungseinrichtungen 1 in bekannter Weise mit entsprechenden Adressen zu versehen, so dass die einzelnen Überwachungseinrichtungen 1 durch die mit einem entsprechenden Adressenanteil versehenen Steuersignale des Auswertegerätes 3 gezielt angesteuert werden können.
Obwohl das dargestellte Ausführungsbeispiel die Überwachung der Wälzlager von Elektromotoren betrifft, können in gleicher Weise selbstverständlich auch die Wälzlager anderer rotierender Maschinen überwacht werden. Voraussetzung ist lediglich, dass die Gehäuseschwingungen eine wälzlagertypische Frequenzkomponente aufweisen.
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Claims

Patentanwalt Dipl.-Ing. Helmut Hübscher Spittelwiese 7, A-4020 Linz (34 337) II P a t e n t a n s p r ü c h e :

1. Vorrichtung zum Überwachen der Wälzlager von rotierenden Maschinen einer Produktionsanlage mit den einzelnen Maschinen zugehörigen Überwachungseinrichtungen, die jeweils einen Schwingungsaufnehmer, eine Sendestufe für die

SS 9 durch den Schwingungsaufnehmer erfassten Messdaten sowie eine über eine Empfangsstufe ansteuerbare Steuerschaltung zur Beaufschlagung der Sendestufe mit den Messdaten aufweisen, und mit einer Auswerteschaltung, die mit einer Sendestufe zur drahtlosen Übertragung von Steuersignalen an die ausgewählte Überwachungseinrichtung zum Senden der Messdaten versehen und an eine Empfangsstufe für die über eine drahtlose Übertragungsstrecke von den Überwachungseinrichst tt tungen gesendeten Messdaten angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, da[pound] die ts

Überwachungseinrichtungen (1) je einen Messdatenspeicher (6) für die über einen

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Beobachtungszeitraum zeitbezogen erfassten Messdaten des Schwingungsaufnehmers (4) umfassen und dass die Auswerteschaltung (2) als tragbares Auswertegerät (3) mit einer Eingabeeinheit (10) zur Beaufschlagung ihrer Sendestufe (11) ausgebildet ist. t

1. Vorrichtung zum Überwachen der Wälzlager von rotierenden Maschinen einer Produktionsanlage mit den einzelnen Maschinen zugehörigen Überwachungseinrichtungen, die jeweils einen Schwingungsaufnehmer und eine Sendestufe für die durch den Schwingungsaufnehmer erfassten Messdaten aufweisen, und mit einer Auswerteschaltung, die an eine Empfangsstufe für die über eine drahtlose Übertragungsstrecke von den Überwachungseinrichtungen gesendeten Messdaten angeschlössen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtungen (1) je mit einem Messdatenspeicher (6) für die über einen Beobachtungszeitraum zeitbe-

6 -J zogen erfassten Messdaten des Schwingungsaufnehmers (4) sowie mit einer über ei-

.>'t ne Empfangsstufe (12) ansteuerbaren Steuerschaltung (5) zum Auslesen des Me datenspeichers (6) an die Sendestufe (7) versehen sind und da& die als tragbares Auswertegerät (3) ausgebildete Auswerteschaltung (2) eine über eine Eingabeeinheit (10) beaufschlagbare Sendestufe (11) zur drahtlosen Übertragung von SteuerSignalen an die angewählte Uberwachungseinrichtung (1) zum Auslesen des Messdatenspeichers (6) an die Sendestufe (7) umfasst.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtungen (1) einen an die Sendestufe (7) auslesbaren Speicher (14) für Kenndaten der zu überwachenden Maschinen aufweisen.

Linz, am 23. Februar 2006 Chemserv Industrie Service GmbH <EMI ID=6.1> , ..

3B A 306/2006; G08C neue Patentansprüche (34 337) II

P a t e n t a n s p r ü c h e :

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtungen (1) einen an die Sendestufe (7) auslesbaren Speicher (14) für Kenndaten der zu überwachenden Maschinen aufweisen.

Linz, am 20. September 2006 Chemserv Industrie Service GmbH durch: : u &rii^ ,

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